Amperímetro digital


1. Generalidades

Um amperímetro ideal tem uma resistência nula, para que quando for inserido em série no circuito não o altere.

Selector DC dum amperímetro digital
Selector AC dum amperímetro digital

2. Resistência interna do amperímetro

Exemplo: um amperímetro tem uma resistência muito baixa. Neste desenho convenciona-se que toda a resistência está concentrada num só componente: a resistência externa.

3. Uso dum shunt para aumentar o alcançe
Pode aumentar-se o alcançe do aparelho acrescentando uma resistência em paralelo ( chamado shunt).

Neste exemplo com recurso a um shunt com 1/9 da resistência do amperímetro, o dispositivo conjunto permite medir correntes de valor 10 vezes superior.

A fórmula do divisor de corrente é: I = (G1 + G2) V
em que G = 1 / R

Exemplo do mesmo dispositivo a medir a corrente dum gerador de corrente de 1A.
O amperímetro é percorrido por 100mA e o shunt por 900mA.

Neste exemplo temos uma resistência de shunt que é percorrida por uma corrente 9 vezes superior à corrente que percorre o amperímetro. Assim o valor total da corrente é 10 vezes o valor indicado pelo amperímetro. É deste modo que se fazem as várias escalas de amperímetro dos multímetros.

4. Como medir a resistência interna dum amperímetro
Podemos tentar medir o valor da resistência com um ohmímetro.
Porém o valor da resistência dos cabos é significativo e da mesma ordem de grandeza, tornando a medição problemática.
Apresenta-se aqui um método alternativo de medição da resistência interna dum amperímetro.
Nesta simulação o ohmímetro injecta uma corrente constante de 1mA , mede a queda de tensão e apresenta o valor calculado em Ohm da resistência interna do amperímetro.

4.1 Efeito da resistência do amperímetro sobre os valores medidos

4.2 Efeito da resistência dos cabos de ligação
Com um amperímetro de 10mW ( ou uma resistência de igual valor)
o voltímetro lê 10mV.
Neste caso a resistência dos cabos embora de valor comparativamente elevado, não originou qualquer erro sistemático na medida: o gerador de corrente impõe a circulação da corrente.
Mas com cabos de ligação de 0.1Wbasta mudar a posição das pontas para a leitura passar a ser 210mV
Neste exemplo se a a tensão lida no voltímetro for de 10 mV a resistência interna do amperímetro é de 10 mW .

Note-se que em rigor não presicamos de dois aparelhos: em vez do amperímetro pode estar só a resistência de shunt.

Como as resistências em jogo são muito baixas as resistências parasitas dos condutores podem apresentar um valor não desprezável e alterar significativamente os valores medidos, se as ligações não forem feitas nos pontos adequados.
Exemplo
Neste exemplo o amperímetro é constituído pelo milivoltímetro com uma resistência de shunt de 1mW
. Quando circula a corrente de 1A a tensão apresentada é de 1mV.


4.3 Amperímetro em paralelo: Influência da resistência dos cabos de ligação na distribuição de correntes.


A resistência dos cabos de ligação, usualmente desprezável, pode alterar significativamente a distribuição das correntes.

Dois amperímetros iguais em paralelo ( esta montagem não é usual, mas é aqui apresentada para sistematizar a apresentação), distribuem entre si igualmente a corrente com cabos ideais de resistência nula.
Se um deles tem uma resistência ligeiramente superior, por exemplo devida a um maior comprimento dos cabos de ligação, as correntes deixam de se distribuir de modo igual (conforme previsto) pelos dois amperímetros.

5. Excepções em que a resistência do amperímetro não causa erro.
Mas apesar da resistência do amperímetro e dos cabos de ligação, neste procedimento de medida não há erro sistemático
Porém no seguinte exemplo o amperímetro quando introduzido altera o valor da corrente
I = 10 A
Ao pretende medir a corrente que circulava no circuito anterior, introduzimos um amperímetro com uma resistência interna de 0.1 IW. O valor da corrente passou a ser I = 9.231 A


6. Links

http://www.ee.duke.edu/~cec/final/node22.html#SECTION004102000000000000000

Java

http://sunsite.sut.ac.jp/java/ntnujava/indexPopup.html
Resumo Amperímetro ideal Erro de medida Escalas Modelo digital Modelo analógico

Fernando Teixeira Novembro / 2002 v1.1

Amperímetro ideal sem resistência interna Resistência interna do amperímetro Amperímetro ideal (sem resistência interna) Resistência interna do amperímetro Resistência de shunt por onde passa 9x mais corrente do que no amperímetro